数电课程设计-八路呼叫器的设计ppt课件

数电课程设计的目的：本设计以数字逻辑电路技术为基础，设计并制作8路呼叫器。采用了74ls147、74ls192、74ls04、74ls30、cd4511、555计时器、数码管、电阻、三极管、电容、按键等器件。该电路能当某一路有呼叫时，能显示该路的编号，同时给出声光报警信号，报警时间为2s左右，报警状态可以手动用按键切除。,八路呼叫器的设计,1设计要求2设计要求解读3设计方案选择4电路设计,八路呼叫器的设计,当某一路有呼叫时，能显示该路的编号，该编号由数码管显示，要能够进行锁存；某路有呼叫时，要给出声光指示信号，指示时间为2S左右，指示状态可以通过按键（而不是开关）手动切除；按照以上技术要求设计电路，绘制电路图，对设计的电路用Multisim或OrCAD/PspiceAD9.2进行仿真，（或用万用板焊接元器件，制作电路，完成调试、测试，撰写设计报告；）电源：220V/50HZ的工频交流电供电。设计一个可满足以上设计需求的直流电源，不需要制作。,1设计要求,2设计要求解读,当某当某一路有呼叫信号输入时，该信号会被送到优先编码器中进行编码，编码器信号通过锁存器经锁存后输入到译码器，然后译码器在输出到显示电路，显示这一路的编号。同时锁存控制信号触发单稳态电路，产生2s的报警信号，报警状态可以手动通过按键消除。当下一个呼叫信号被送入时，首先去除锁存状态，然后重复前面的过程。电路主要有编码/锁存/锁存控制/译码/显示电路、单稳态电路、手动控制电路/报警电路、直流电源部分构成。,2设计要求解读,编码/锁存/锁存控制/译码/显示电路:当某一路有呼叫时，编码器将呼叫信号编码送入锁存器，然后锁存器锁存信号并传给译码电路，最后在数码管上显示出来。单稳态电路：将锁存控制信号转换为宽度为2S的脉冲信号，用来触发报警电路。手动控制电路/报警电路：当脉冲信号到来时，通过蜂鸣器报警，并且报警电路可以通过手动方式取消报警信号以及数码管清零。直流电源部分：为设计电路提供5V电源。,3设计方案选择,当某一路有呼叫信号输入时，该信号会被送到优先编码器中进行编码，编码器信号通过锁存器经锁存后输入到译码器，然后译码器在输出到显示电路，显示这一路的编号。同时锁存控制信号触发单稳态电路，产生2s的报警信号，报警状态可以手动通过按键消除。当下一个呼叫信号被送入时，首先去除锁存状态，然后重复前面的过程。,3设计方案选择,图1设计方案原理图,4电路设计,1编码/锁存/锁存控制/译码/显示电路,图2编译显电路图,4电路设计,当J1J8中有一个按键被按下时，优先编码器的输出端会有相应的编码输出。同时由于按键的输入，会使八输入与非门74ls30输出高电平。该信号经过下一个非门后会使锁存器74ls192中的置数端LD处于低电平，锁存器便可以将编码器的输出锁存起来。因为存在竞争和冒险的情况，即应用74ls192和锁存控制构成八输入与门加一个非门，这样会造成达到74ls192的置数信号与置入信号时序不同步，结果表现为当按键按下并恢复后后，达到74ls192的锁存信号还存在，但是置数信号已经过去，,4电路设计,锁存器不能锁存所需要的信号而是所存了之后的低电平信号。因而必须在译码器输出端接一个RC电路用来达到延时的效果，使信号能成功锁存。显示电路中，将锁存器中74ls192的QA、QB、QC、QD分别送入译码电路即可，然后译码/驱动电路驱动七段显示数码管就可以显示了。,4电路设计,显示信号输入部分J1J8选用3*3小按键，R1R8选用10k、1/4W限流电阻，用于保护电源，防止短路。优先编码器选用74ls147。如编码器采用74ls148（八线三线编码器），按下第一个按钮，在显示器上将会显示“0”，按下第二个按钮，在显示器上将会显示“1”，以此类推。RC电路中，选用1k、1/4W的电阻，100nF容量的电容，因为当RC过大时，所造成的延时会太长，就是锁存信号已过，而置数信号没到的情况，同样会造成锁存不了所需的信号。,4电路设计,由于译码器必须与七段显示数码管相配合使用，因此该电路中译码器选用CD4511BCD译码器，此外考虑经济性，故而不选用74ls48。在接入LED显示器的同时，必须串联接入限流电阻。由计算可以知道，接入300左右的工作电阻就可以达到要求了。所以在cd4511和LED显示器之间，每接入七个300、1/4W大小限流电阻。七段显示数码管选共阴极。锁存控制电路由于实际中没有八输入与门，考虑可行性，可以由74ls30八输入与非门加一个非门构成需要的功能，R9选用50、1/4W电阻。,4电路设计,2单稳态电路,通过单稳态电路为后续电路提供一个2s的脉冲信号。首先，锁存控制信号在无呼叫输入时，为高电平。当有信号输入时，锁存控制信号变为低电平，从而触发555定时器产生一个持续时间为2s的脉冲。此脉冲只和与555集成块构成2s定时器的电容CI、电阻R10有关，以锁存信号下降沿触发，当锁存信号回到高电平时对此脉冲无影响。,4电路设计,图3单稳态电路图,4电路设计,555构成的单稳态触发器的输出脉冲宽度tW等于暂稳态的持续时间，而暂稳态的持续时间取决于外接电阻R和电容C的大小。tw=1.1RC实现所需要的2S的触发脉冲，产生2S的脉冲信号来报警。将电阻R选为100k，电容为18F.,4电路设计,3手动控制电路/报警电路,通过一个按键，手动的切除报警信号，并且对数码管显示数字进行清零。该功能的实现，是通过一个按键，一端接高电平，一端接低电平。当按键不接通时，为双输入与门的一输入端提供高电平；当按键按下接通时，为其提供一个低电平。与门另一输入端接555定时器输出端口，因此，当555定时器输出高电平，三极管导通，蜂鸣器报警时，按下按键可以使与门输出低电平，使三极管截止，蜂鸣器报警信号切除，同时给出的低电平信号作用于锁存器74ls192的清零端，使显示器清零。,4电路设计,图4手动控制电路/报警电路,4电路设计,蜂鸣器用发光二极管代替，当U10的与单稳态输出相连的输入端由低电平变为高电平时，发光二极管亮，即为报警信号。非门输出端为高电平，当按下清零按键J9是，发光二极管灭，同时非门输出高电平时锁存器清零，以致数码管清零。二输入与门选用74ls08，驱动蜂鸣器的三极管选NPN管，基极所加的限流电阻R12选用50，与按键相连的限流电阻R24的阻值选10k。,4电路设计,4直流电源电路,图5直流电源原理图,直流稳压电源一般由变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路组成。,图6直流